Desintegração ultrassônica: umedecimento, dissolução, dispersão

Os integradores ultrassônicos são amplamente utilizados para molhar, dispersar ou dissolver partículas e pós em líquidos. Os ultrassônicos de alto desempenho criam forças de cisalhamento intensas, que quebram e quebram agregados, aglomerados e partículas primárias em tamanho microscópico ou nano. O processamento uniforme de partículas no campo de cavitação acústica resulta em uma distribuição estreita de partículas e uma superfície de partícula uniforme.

Desintegradores ultrassônicos e suas aplicações

Os desintegradores ultrassônicos fornecem forças de cisalhamento intensas, o que cria o impacto necessário em sólidos, como partículas, cristais e fibras para rompê-los e quebrá-los em um tamanho desejado, por exemplo, tamanho mícron ou nano. Quando comparados a métodos alternativos de desintegração, como misturadores de lâmina de alto cisalhamento, homogeneizadores de alta pressão, moinhos de esferas, microfluidizadores, etc., os desintegradores ultrassônicos oferecem algumas vantagens importantes.

Vantagens dos desintegradores ultrassônicos

• Cavitação e cisalhamento de alta intensidade
• Processamento uniforme de partículas
• Altas concentrações de sólidos
• Sem bicos / sem entupimento
• Não é necessário meio de fresagem (ou seja, contas)
• escalabilidade linear
• Fácil & Operação segura
• Fácil de limpar
• Hora- & com eficiência energética

 

O princípio de funcionamento dos desintegradores ultrassônicos do tipo sonda é baseado na geração de cavitação acústica. Através da sonda ultrassônica, ondas de ultrassom de alta intensidade são transmitidas para o meio do processo (ou seja, líquido ou pasta). As ondas de ultrassom viajam através do líquido, onde criam ciclos alternados de alta pressão e baixa pressão. Durante os ciclos de baixa pressão, ocorrem bolhas de vácuo minúsculas, as chamadas bolhas de cavitação. Essas bolhas de cavitação crescem ao longo de vários ciclos de pressão até atingirem um tamanho em que não podem absorver mais energia. Neste ponto, as bolhas de cavitação implodem violentamente e criam condições localmente extremas, como temperaturas muito altas, pressões, diferenciais extremos de temperatura e pressão (devido a altas taxas de aquecimento / resfriamento e flutuações de pressão), microturbulências e fluxos de líquido com velocidades de até 180m / s. Essas condições exibem efeitos mecânicos significativos nas partículas do meio, uma vez que os fluxos de líquido de alta velocidade aceleram as partículas no meio para que as partículas colidam. Por colisão entre partículas, a matéria sólida (por exemplo, partículas, fibras, células) sofre erosão, quebram e são fragmentadas em pedaços de tamanho mícron e nanométrico.
As altas turbulências criadas pela ultrassonografia aumentam a transferência de massa entre as fases e promovem assim a dissolução de pós ou reações químicas heterogêneas. Isso torna os desintegradores ultrassônicos a ferramenta preferida para intensificar processos como moagem, dispersão, emulsificação e dissolução.

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Aplicações de desintegradores ultrassônicos

• moagem & Esmerilhação
• desaglomeração & dispersão
• Emulsificação
• Dissolução de pós
• Melhorando a transferência de massa
• reações sonoquímicas

Desintegradores ultrassônicos para redução do tamanho das partículas

Os desintegradores ultrassônicos são usados para redução do tamanho das partículas e distribuição de partículas, seja isso significa cominuição real de partículas primárias (conhecida como moagem) ou quebra de aglomerados (conhecida como desaglomeração / dispersão).

Desintegradores ultrassônicos para fresamento & Esmerilhação

A cavitação gerada por ultrassom cria forças de cisalhamento intensas e, portanto, colisões interparticulares relacionadas. Os sólidos na pasta atuam como meio de moagem (comparável a grânulos ou pérolas em um moinho de contas / pérolas): Eles são acelerados pelos fluxos de líquido cavitacional, que atingem facilmente velocidades de até 180m / s. Quando as partículas se chocam com uma velocidade tão grande, elas se quebram e se quebram em fragmentos de tamanho mícron e nano. Os desintegradores ultrassônicos podem até quebrar partículas primárias. Os reatores de célula de fluxo ultrassônico garantem o tratamento uniforme de todas as partículas, de modo que a moagem ultrassônica resulte em uma distribuição estreita do tamanho das partículas.
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Desintegradores ultrassônicos para desaglomeração & dispersão

Os parâmetros do processo ultrassônico podem ser controlados com muita precisão, de modo que os desintegradores ultrassônicos possam moer partículas primárias quando altas amplitudes e pressão elevada são aplicadas. Por outro lado, os sistemas de desintegração ultrassônica também podem ser operados em amplitudes mais baixas e condições mais amenas, de modo que a estrutura e a superfície das partículas permaneçam intactas, mas os aglomerados são quebrados e as partículas individuais são distribuídas uniformemente na pasta.
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Desintegradores ultrassônicos para emulsificação

Quando dois líquidos imiscíveis (por exemplo, água e óleo) são sonicados, a cavitação ultrassônica interrompe as gotículas – produzindo gotículas muito pequenas das duas fases imiscíveis, que são então misturadas. Como os desintegradores ultrassônicos produzem facilmente gotículas nanométricas, as emulsões ultrassônicas estabilizadas exibem uma estabilidade a longo prazo e uma aparência transparente clara.
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Desintegradores ultrassônicos para dissolução

Os desintegradores ultrassônicos são usados para dissolver pó e comprimidos em um procedimento rápido, fácil e seguro. A cavitação gerada por ultrassom corrói a superfície dos sólidos e transporta os fragmentos erodidos para o líquido, produzindo assim uma solução homogênea.
Na indústria farmacêutica, a dissolução de comprimidos é uma tarefa diária, por exemplo, para fins analíticos. Quando os comprimidos são expostos a um ambiente aquoso, o comprimido se dissolve lentamente em um processo muito demorado. Mesmo com o uso de um agitador comum ou agitador de lâmina, a dissolução completa dos comprimidos continua demorada. A cavitação ultrassônica e suas forças de cisalhamento extraordinariamente intensas separam as partículas do comprimido e as transportam para o diluente, mantendo assim a transferência de massa entre a superfície do comprimido e o diluente fresco e insaturado continuamente em andamento. Isso torna a dissolução ultrassônica um processo extremamente rápido e eficiente, o que ajuda a acelerar a dissolução do medicamento.
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Como funciona um desintegrador mecânico?

Os desintegradores de laboratório ultrassônicos usam o mesmo princípio mecânico que os desintegradores industriais. Os sistemas de mistura desintegradora desintegram aglomerados e agregados, solubilizam matéria sólida ou dispersam partículas sólidas em misturas líquidas. A desintegração ultrassônica incorpora uma sonda ultrassônica de alta intensidade em um tanque de batelada ou em um reator de célula de fluxo em linha. A sonda (sonotrodo) do desintegrador ultrassônico vibra no líquido em uma frequência muito alta e cria intensa cavitação ultrassônica no líquido. Cada colapso da bolha de cavitação resulta em poderosas forças de cisalhamento, que quebram aglomerados, agregados e até partículas primárias. Além disso, a cavitação ultrassônica produz fluxo cavitacional de alta velocidade com até 1000 km / h. Os jatos de líquido cavitacional colidem com aglomerados de partículas, rompem as paredes celulares, melhoram a transferência de material dentro da pasta e dispersam sólidos por todo o volume de líquido. No campo de cavitação ultrassônica, as pressões alternam rápida e repetidamente entre vácuo e até 1000bar. Um misturador rotativo com 4 lâminas do misturador precisaria operar a impressionantes 300.000 RPM para atingir a mesma frequência de ciclos de pressão alternados. Os misturadores rotativos convencionais e os misturadores rotor-estator não criam uma quantidade significativa de cavitação devido à sua limitação de velocidade.

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Desintegradores ultrassônicos de laboratório

Os dispositivos ultrassônicos do tipo sonda são uma ferramenta muito útil em todos os laboratórios. Uma sonda ultrassônica (também conhecida como sonotrodo) é uma geometria simples e uma haste de titânio fácil de limpar que acopla as vibrações ultrassônicas em um líquido. A Hielscher fabrica sondas e pontas ultrassônicas em uma ampla variedade de tamanhos. Para a desintegração mais comum de sólidos no laboratório, sondas ultrassônicas de 3, 7, 14 ou 22 mm de diâmetro são muito úteis. Outros tamanhos de sonda e sondas ultrassônicas de tamanho personalizado estão disponíveis. Os dispositivos ultrassônicos típicos para desintegração de laboratório variam de 100 a 400 watts de potência ultrassônica.

Desintegradores ultrassônicos industriais

Os desintegradores industriais Hielscher são processadores ultrassônicos de alta potência projetados para a desintegração contínua pesada de grandes fluxos de polpa. Esses sistemas industriais podem lidar facilmente com altas concentrações de sólidos. As sondas ultrassônicas industriais são equipadas com um flange que pode ser montado em tanques de aço, reatores de vidro ou recipientes de plástico em qualquer orientação. A pressurização do vaso de sonicação ou célula de fluxo intensifica a cavitação acústica e, portanto, o processo de sonicação. O equipamento industrial ultrassônico típico da desintegração varia de 1000 a 16.000 watts do poder ultrassônico pelo sonotrode.

Indústrias, onde a desintegração ultrassônica é amplamente encontrada:

• Dispersão, dissolução, mistura de formulações sólidas/líquidas
• Ciência dos Materiais
• Preparação da amostra antes da análise
• Aplicações de nanopartículas
• Funcionalização de partículas
• Reações de transferência de fase
• Cristalização / Precipitação
• processamento de produtos alimentares
• Indústria de papel
• digestão de biomassa

Como comprar o desintegrador ultrassônico certo?

A Hielscher Ultrasonics é um fabricante experiente de longa data de desintegradores ultrassônicos de alto desempenho, que são usados para dispersar e quebrar partículas ou dissolver pós em líquidos. Como líder de mercado, a Hielscher projeta, fabrica e distribui desintegradores e homogeneizadores ultrassônicos de laboratório e bancada até escala totalmente industrial.

Ajudamos você a responder às seguintes perguntas para encontrar o desintegrador ultrassônico mais adequado para sua aplicação e necessidades:

• Qual é a sua aplicação alvo?
• Qual é o volume típico que deve ser processado?
• Quais são os fatores críticos do processo?
• Quais são os padrões de qualidade que devem ser alcançados?

Nossa equipe bem treinada e experiente irá ajudá-lo com qualquer dúvida e a concepção do seu processo. A Hielscher Ultrasonics oferece uma consultoria aprofundada em processos ultrassônicos para ajudar nossos clientes a encontrar o dispositivo ultrassônico ideal. Mas o serviço da Hielscher não termina aqui, treinamos os clientes em suas instalações ou em nosso laboratório de processo ultrassônico e centro técnico para ajudá-los durante o desenvolvimento, otimização e aumento de escala do processo.
Hielscher Ultrasonics’ Os processadores ultrassônicos industriais fornecem facilmente amplitudes muito altas, que são necessárias para quebrar partículas duras e aglomerados ou para processar pastas com alta concentração de sólidos. Os desintegradores industriais Hielscher podem ser operados com amplitudes de até 200μm continuamente em operação 24 horas por dia, 7 dias por semana. Para amplitudes ainda maiores, estão disponíveis sonotrodos ultrassônicos personalizados. Outros acessórios, como buzinas de reforço, células de fluxo, reatores de sonicação e configurações completas de recirculação, estão prontamente disponíveis e permitem configurar seu sistema ultrassônico especificado de acordo com os requisitos do seu processo.

Desintegradores e dissolvedores ultrassônicos sofisticados

A Hielscher Ultrasonics se concentra em desintegradores de alto desempenho com a mais alta facilidade de uso e avanços técnicos de última geração. Isso significa que os padrões dos desintegradores de laboratório Hielscher se adaptam cada vez mais à inteligência das máquinas industriais. O usuário pode controlar os ultrassônicos digitais da Hielscher via controle remoto do navegador. O software de gravação automática de dados grava todos os parâmetros ultrassônicos importantes, como potência líquida, potência total, amplitude, temperatura, pressão, hora e data como arquivo CSV em um cartão SD integrado. Além disso, o desintegrador ultrassônico pode ser programado para desligamento automático após um determinado tempo ou uma entrada de energia específica ou programar modos de sonicação pulsante. Sensores de temperatura e pressão conectáveis permitem rastrear cuidadosamente as condições da amostra. Como o controle de temperatura de materiais sensíveis ao calor é um fator crucial para a qualidade dos resultados do processo, a Hielscher oferece várias soluções para manter a temperatura do processo na faixa de temperatura desejada.
As funções sofisticadas dos ultrasonicadores Hielscher garantem o mais alto controle de processo, resultados de sonicação confiáveis e reprodutíveis, facilidade de uso e conforto de trabalho.
Hielscher Ultrasonics’ Os processadores ultrassônicos industriais podem fornecer amplitudes muito altas. Amplitudes de até 200 μm podem ser facilmente executadas continuamente em operação 24 horas por dia, 7 dias por semana. Para amplitudes ainda maiores, estão disponíveis sonotrodos ultrassônicos personalizados. A capacidade de executar amplitudes tão altas permite que nossos clientes moam partículas primárias de forma eficaz até o tamanho nanométrico. A robustez do equipamento ultrassônico da Hielscher permite operação 24 horas por dia, 7 dias por semana, em ambientes pesados e exigentes.
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qualidade – Fabricado na Alemanha

Como uma empresa familiar e familiar, a Hielscher se orgulha da alta qualidade de seus processadores ultrassônicos. Todos os ultrassônicos são projetados, fabricados e testados em nossa sede em Teltow, perto de Berlim, Alemanha. A robustez do equipamento ultrassônico da Hielscher permite operação 24 horas por dia, 7 dias por semana, em ambientes pesados e exigentes.

Você pode comprar desintegradores ultrassônicos Hielscher em todos os tamanhos diferentes e a faixa de preço oferece um ultrassônico acessível que corresponde ao seu orçamento. Desde a desintegração de partículas em pequenos frascos de laboratório até a desintegração de fluxo contínuo de polpas abrasivas na produção industrial, a Hielscher Ultrasonics tem um desintegrador adequado para você! Entre em contato conosco – Temos o prazer de recomendar o ultrassom mais adequado!
A tabela abaixo fornece uma indicação da capacidade aproximada de processamento de nossos ultrassônicos: